潛孔錘跟管鉆進(jìn)工藝
采用潛孔錘跟管鉆進(jìn)時(shí),最好使用動(dòng)力頭鉆機(jī),以便一次跟進(jìn)較長(zhǎng)的套管。
為保證打直孔,第一根套管的安放不得偏斜,將套管的垂直度控制在2‰以內(nèi)(允許偏差為3mm/m)。套管應(yīng)采用左螺紋連接或焊接,以防套管脫落。
最好使用泡沫鉆進(jìn),利用它的潤(rùn)滑性能,使套管順利地跟進(jìn)。
鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)速以18～25r/min為宜,不可開(kāi)高轉(zhuǎn)速;鉆壓應(yīng)根據(jù)地層而定。使鉆進(jìn)速度保持平穩(wěn)為好。


潛孔錘鉆頭

潛孔錘鉆頭的種類(lèi)很多,但從碎巖的硬質(zhì)合金的形狀可分為兩種,一是刀片刃鉆頭,另一種是柱齒鉆頭,如圖4-35所示。前者用于一般軟地層,后者用于硬地層。


轉(zhuǎn)數(shù)

由于潛孔錘碎巖呈塊狀,故轉(zhuǎn)速不要求太高。一般規(guī)律是,球齒鉆頭的磨損與轉(zhuǎn)數(shù)成正比,巖石愈硬,研磨性愈高,轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)低些。



轉(zhuǎn)數(shù)大小與潛孔錘的最優(yōu)轉(zhuǎn)角和沖擊頻率有關(guān),其三者關(guān)系為

地勘鉆探工：初級(jí)工、中級(jí)工、高級(jí)工

式中:A為最優(yōu)轉(zhuǎn)角(°);n為鉆具轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);f為沖擊頻率(次/min)。

如最優(yōu)轉(zhuǎn)角取11°,沖擊頻率為600次/min,則可求得鉆具轉(zhuǎn)數(shù)為18r/min。轉(zhuǎn)數(shù)也可由鉆頭每回轉(zhuǎn)一周,進(jìn)尺10mm的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系求得。即

鉆具轉(zhuǎn)數(shù)/鉆進(jìn)速度=1.6 (4-6)

例如,小時(shí)效率為12.2m/h時(shí),鉆具轉(zhuǎn)數(shù)n=12.2m/h×1.6=19.5≈20r/min。

潛孔錘跟管鉆進(jìn)方法

潛孔錘鉆進(jìn)用于基巖水井鉆探,取得了非常好的效果。但對(duì)極其松散的流砂層、卵砂漂石層、回填土層及第四系覆蓋層,則無(wú)法采用常規(guī)潛孔錘鉆進(jìn)方法。因而出現(xiàn)了潛孔錘跟管鉆進(jìn)法。



潛孔錘同步跟管鉆具作用原理

這種鉆具的鉆頭能在套管底部鉆出大于套管外徑的鉆孔,使套管能順利地跟進(jìn);在提鉆時(shí)又能使擴(kuò)孔鉆頭方便地縮回,使整個(gè)鉆具能從套管中提出。圖4-36所示為跟管鉆進(jìn)鉆具組合圖。它由潛孔錘、導(dǎo)正器、偏心擴(kuò)孔鉆頭、中心鉆頭、偏心護(hù)套、砂土層用錐形鉆頭和套管鞋等組成。并根據(jù)需要可附加扶正器、取粉管、排粉罩,或者使用雙壁鉆桿加有封隔器的正反接頭用于中心取樣鉆進(jìn)。



沖擊力由導(dǎo)正器傳給中心鉆頭和偏心擴(kuò)孔鉆頭,對(duì)孔底巖石進(jìn)行破碎。偏心擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)出大于套管外徑的通道使套管能不受孔底巖石的阻礙而通過(guò)。當(dāng)套管外壁的摩擦阻力過(guò)大,套管停止跟進(jìn)時(shí),由于內(nèi)層鉆具繼續(xù)向前破碎巖石,直到導(dǎo)正器上的臺(tái)肩與套管鞋上的臺(tái)肩接觸,此時(shí)導(dǎo)正器將潛孔錘傳來(lái)的沖擊力部分施加給套管鞋,再加上鉆壓,迫使套管鞋帶動(dòng)整個(gè)套管柱與鉆具同步跟進(jìn),保護(hù)已鉆孔段的井壁。